《焊接機器人應用》PPT課件.ppt

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1、工業(yè)機器人技術及應用 焊接機器人及其操作應用 講授：王興 章節(jié)目錄 7.1 焊接機器人的分類及特點 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 7.2.2 弧焊機器人 7.2.3 激光焊接機器人 思考練習 學習目標 導入案例 擴展與提高 本章小結 課堂認知 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 7.3.2 熔焊作業(yè) 7.4 焊接機器人的周邊設備 . 7.4.1 周邊設備 7.4.2 工位布局 1/89 課前回顧 所 處 位 置 簡述碼垛機器人如何進行碼垛作業(yè)？ 碼垛機器人有哪些周邊設備，并敘述其功用？ 【 課 前 回 顧 】 返回 目錄 2/89 學習目標 所 處 位

2、置 了解焊接機器人的分類及 能夠識別常見焊接機器人 特點。 【 工作站基本構成。 學 掌握焊接機器人的系統(tǒng)基 能夠進行焊接機器人的簡 習 本組成。 目 單弧焊和點焊作業(yè)示教。 標 熟悉焊接機器人作業(yè)示教 】 的基本流程。 熟悉焊接機器人典型周邊 設備與布局。 返回 目錄 3/89 認知目標能力目標 導入案例 國內首條具有完全自主知識產權的智能化工業(yè)機器人焊接自動化 所 生產線成功投入運行 處 位 置 隨著機器人和數(shù)字制造 技術的發(fā)展，以人工智能為 【 代表的智能技術和機器人為 導 入 代表的智能裝備日益廣泛應 案 例 】 用，以加工和制造為基礎的 勞動密集型產業(yè)模式逐漸被 淘汰，使得全球技術要

3、素與市場要素的配置方式發(fā)生革命性變化。 2011 年，國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)啟動“基于工業(yè)機器人的汽車焊接自動化生 產線”項目，重點支持安徽埃夫特智能裝備有限公司、奇瑞汽車股份有限公司、 哈爾濱工業(yè)大學、中國科學院自動化研究所、北京航空航天大學等單位聯(lián)合研 制的項目，并首次在奇瑞汽車焊接生產線上示范應用，該生產線能夠實現(xiàn) 4 平臺、 返回 目錄 6 種以上車型的白車身柔性化生產，生產線節(jié)拍達到 100 秒 / 車。 4/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 使用機器人完成一項焊接任務只需要操作者對它進行一次示教，隨后機 所 處 器人即可精確地再現(xiàn)示教的每一步操作。如讓機器人去做另一項工作，無須 位

4、 改變任何硬件，只要對它再做一次示教即可。其主要優(yōu)點有： 置 1 ）穩(wěn)定和提高焊接質量，保證其均勻性； 【 2 ）提高勞動生產率，一天可 24 小時連續(xù)生產； 課 堂 認 3 ）改善工人勞動條件，可在有害環(huán)境下工作； 知 】 4 ）降低對工人操作技術的要求； 5 ）縮短產品改型換代的準備周期，減少相應的設備投資； 6 ）可實現(xiàn)小批量產品的焊接自動化； 7 ）能在空間站建設、核電站維修、深水焊接等極限條件下 完成人工難以進行的焊接作業(yè)； 8 ）為焊接柔性生產線提供技術基礎。 返回 目錄 5/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節(jié)型機器人，絕大部分有 6 所

5、 個軸，目前焊接機器人應用中比較普遍的主要有 3 種：點焊機器人、弧焊機 處 位 器人和激光焊接機器人。 置 【 課 堂 認 知 】 返回 c ) 激光焊接機器人機器人 a ) 點焊機器人 b ) 弧焊機器人 目錄 6/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 點焊機器人 點焊機器人是用于點焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握 處 的作業(yè)工具是焊鉗。 實際上，工業(yè)機器人在焊接領域的應用最早是從汽車 位 置 裝配生產線上的電阻點焊開始的。 【 課 堂 認 知 】 汽車車身的機器人點焊作業(yè) 返回 目錄 7/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 點焊機器人 點焊機器人是用于點焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人

6、，其末端持握 處 的作業(yè)工具是焊鉗。 實際上，工業(yè)機器人在焊接領域的應用最早是從汽車 位 置 裝配生產線上的電阻點焊開始的。 最初，點焊機器人只用于增強焊作業(yè)，即往已拼接好的工件上增加焊 點。后來，為保證拼接精度，又讓機器人完成定位焊作業(yè)。 【 課 堂 認 知 】 b ) 車門框架增強焊 a ) 車門框架定位焊 返回 汽車車門的機器人點焊作業(yè) 目錄 8/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 點焊機器人 點焊機器人是用于點焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握 處 的作業(yè)工具是焊鉗。 實際上，工業(yè)機器人在焊接領域的應用最早是從汽車 位 置 裝配生產線上的電阻點焊開始的。 點焊機器人逐漸被要求有更

7、全的作業(yè)性能，點焊用機器人不僅要有足 夠的負載能力，而且在點與點之間移位時速度要快捷，動作要平穩(wěn)，定位 【 要準確，以減少移位的時間，提高工作效率。具體來說如下： 課 堂 認 1) 安裝面積小，工作空間大； 知 】 2) 快速完成小節(jié)距的多點定位（如每 0.30.4 s 移動 3050 mm 節(jié)距后定位）； 3) 定位精度高（ 0.25 mm ），以確保焊接質量； 4) 持重大（ 50150 kg ），以便攜帶內裝變壓器的焊鉗； 5) 內存容量大，示教簡單，節(jié)省工時； 6) 點焊速度與生產線速度相匹配，同時安全可靠性好。 返回 目錄 9/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 弧焊機器人 弧

8、焊機器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護焊和非熔化 處 極氣體保護焊）自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的工具是焊槍。 事實 位 置 上，弧焊過程比點焊過程要復雜得多，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻 產生變形，焊縫軌跡會發(fā)生變化。因此，焊接機器人的應用并不是一開始 就用于電弧焊作業(yè)。而是伴隨焊接傳感器的開發(fā)及其在焊接機器人中的應 【 用，使機器人弧焊作業(yè)的焊縫跟蹤與控制問題得到有效解決。 課 堂 認 知 】 返回 熔化極氣體保護焊機器人 熔化極氣體保護焊機器人 目錄 弧焊機器人 10/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 弧焊機器人 弧焊機器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護焊和非熔化 處

9、極氣體保護焊）自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的工具是焊槍。 事實 位 置 上，弧焊過程比點焊過程要復雜得多，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻 產生變形，焊縫軌跡會發(fā)生變化。因此，焊接機器人的應用并不是一開始 就用于電弧焊作業(yè)。而是伴隨焊接傳感器的開發(fā)及其在焊接機器人中的應 【 用，使機器人弧焊作業(yè)的焊縫跟蹤與控制問題得到有效解決。 課 堂 焊接機器人在汽車制造中的應用也相繼從原來比較單一的汽車裝配點 認 焊很快發(fā)展為汽車零部件及其裝配過程中的電弧焊 。 知 】 a ）座椅支架 b ）消音器 返回 目錄 汽車零部件的機器人弧焊作業(yè) 11/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 弧焊機器人 弧焊

10、機器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護焊和非熔化 處 極氣體保護焊）自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的工具是焊槍。 事實 位 置 上，弧焊過程比點焊過程要復雜得多，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻 產生變形，焊縫軌跡會發(fā)生變化。因此，焊接機器人的應用并不是一開始 就用于電弧焊作業(yè)。而是伴隨焊接傳感器的開發(fā)及其在焊接機器人中的應 【 用，使機器人弧焊作業(yè)的焊縫跟蹤與控制問題得到有效解決。 課 堂 由于弧焊工藝早已在諸多行業(yè)中得到普及，使得弧焊機器人在通用機 認 械、金屬結構等許多行業(yè)中得到廣泛運用。 知 】 返回 目錄 工程機械的機器人弧焊作業(yè) 12/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 弧焊

11、機器人 弧焊機器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護焊和非熔化 處 極氣體保護焊）自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的工具是焊槍。 事實 位 置 上，弧焊過程比點焊過程要復雜得多，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻 產生變形，焊縫軌跡會發(fā)生變化。因此，焊接機器人的應用并不是一開始 就用于電弧焊作業(yè)。而是伴隨焊接傳感器的開發(fā)及其在焊接機器人中的應 【 用，使機器人弧焊作業(yè)的焊縫跟蹤與控制問題得到有效解決。 課 堂 為適應弧焊作業(yè)，對弧焊機器人的性能有著特殊的要求。除在運動過 認 程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項重要指標。 其他性能如下 知 】 1) 能夠通過示教器設定焊接條件（電流、電壓、速度等）； 2

12、) 擺動功能； 3) 坡口填充功能； 4) 焊接異常功能檢測； 5) 焊接傳感器（焊接起始點檢測、焊縫跟蹤）的接口功能。 返回 目錄 13/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 激光焊接機器人 激光焊接機器人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人， 處 通過高精度工業(yè)機器人實現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具 位 置 是激光加工頭。 具有最小的熱輸入量，產生極小的熱影響區(qū)，在顯著提高 焊接產品品質的同時，降低了后續(xù)工作量的時間 。 【 課 堂 認 知 】 a ）激光焊接機器人 b ）激光切割機器人 返回 激光加工機器人 目錄 14/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 激光焊接機器人

13、 激光焊接機器人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人， 處 通過高精度工業(yè)機器人實現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具 位 置 是激光加工頭。 具有最小的熱輸入量，產生極小的熱影響區(qū)，在顯著提高 焊接產品品質的同時，降低了后續(xù)工作量的時間 。 【 課 堂 認 知 】 汽車車身的激光焊接作業(yè) 返回 目錄 15/89 7.1 焊接機器人的分類及特點 所 激光焊接機器人 激光焊接機器人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人， 處 通過高精度工業(yè)機器人實現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具 位 置 是激光加工頭。 具有最小的熱輸入量，產生極小的熱影響區(qū)，在顯著提高 焊接產品品質的同時，降低了后續(xù)工作

14、量的時間 。 激光焊接成為一種成熟的無接觸的焊接方式已經多年，極高的能量密 【 課 度使得高速加工和低熱輸入量成為可能。與機器人電弧焊相比，機器人激 堂 光焊的焊縫跟蹤精度要求更高?；拘阅芤笕缦拢?認 知 】 1 ）高精度軌跡（ 0.1 mm ）； 2 ）持重大（ 3050 kg ），以便攜帶激光加工頭； 3 ）可與激光器進行高速通信； 4 ）機械臂剛性好，工作范圍大； 5 ）具備良好的振動抑制和控制修正功能。 返回 目錄 16/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 所 處 點焊機器人主要由操作機、控制系統(tǒng)和點焊焊接系統(tǒng)等組成 。 位 置 【 課 堂 認 知 】 返回

15、 目錄 17/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 所 處 點焊機器人本體多為關節(jié)型 6 自由度。驅動方式主要為 液壓驅動 和 電氣 位 驅動 。 置 控制系統(tǒng)由 本體控制 和 焊接控制 兩部分組成，點焊焊接系統(tǒng)主要由點焊 控制器（時控器）、焊鉗（含阻焊變壓器）及水、電、氣等輔助部分組成。 【 機器人點焊用焊鉗從外形結構上有 C 型和 X 型 2 種。 C 型焊鉗用于點焊垂直 課 堂 及近于垂直傾斜位置的焊點； X 型焊鉗則主要用于點焊水平及近于水平傾斜 認 知 位置的焊點 。 】 b ） X 型焊鉗 返回 a ） C 型焊鉗 目錄 點焊機器人焊鉗（外形結構） 18/89

16、 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 所 處 從電極臂加壓驅動方式，點焊機器人焊鉗分為氣動焊鉗和伺服焊鉗 2 種。 位 置 氣動焊鉗 利用汽缸來加壓，可具有 2-3 個行程，能夠使電極完成大開、小 開和閉合 3 個動作，電極壓力一旦調頂不能隨意變化，目前比較常用。 伺服焊鉗 采用伺服電機驅動完成焊鉗的張開和閉合，焊鉗張開度可任意 【 選定并預置，且電極間的壓緊力可無級調節(jié) 。 課 堂 認 知 】 伺服焊鉗 氣動焊鉗 伺服焊鉗與氣動焊鉗相比，具有 提高工件的表面質量 、 提高生產效率 、 返回 改善工作環(huán)境 等優(yōu)點。 目錄 19/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1

17、點焊機器人 所 依據阻焊變壓器與焊鉗的結構關系上，點焊機器人焊鉗可分為分離式、內 處 位 藏式和一體式 3 種。 置 分離式焊鉗 阻焊變壓器與鉗體相分離，兩者之間用二次電纜相連。 【 課 堂 認 知 】 缺點：需要大容量的 阻焊變壓器，電力損 優(yōu)點：減小了機 耗較大，能源利用率 器人的負載，運 低。二次電纜存在限 動速度高，價格 制了點焊工作區(qū)間與 便宜。 焊接位置的選擇。 分離式焊鉗 返回 目錄 20/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 所 依據阻焊變壓器與焊鉗的結構關系上，點焊機器人焊鉗可分為分離式、內 處 位 藏式和一體式 3 種。 置 內藏式焊鉗 是將阻焊變壓器

18、安放到機器人機械臂內，變壓器的二次電纜可 在內部移動。 【 優(yōu)點：二 課 缺點：機器人 次電纜較 堂 本體的設計變 認 短，變壓 知 得復雜。 器的容量 】 減小。 內藏式焊鉗 一體式焊鉗 是將阻焊變壓器和鉗體安裝在一起，共同固定在機器人機械臂末 端法蘭盤上。 缺點：焊鉗重 優(yōu)點：省 量顯著增大， 掉二次電 體積變大，焊 纜及懸掛 鉗重量在機器 變壓器的 人活動手腕上 工作架， 返回 產生慣性力易 目錄 節(jié)省能量。 一體式焊鉗 引起過載 21/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 所 處 按照焊鉗的變壓器形式，又可分為中頻焊鉗和工頻焊鉗。中頻焊鉗相對于工 位 置 頻焊鉗有

19、以下優(yōu)點： 1 ）直流焊接； 【 課 2 ）焊接變壓器小型化； 堂 認 3 ）提高電流控制的響應速度，實現(xiàn)工頻電阻焊機無法實現(xiàn)的焊接工藝焊 知 】 接工藝； 4 ）三相平衡負載，降低了電網成本；功率因數(shù)高，節(jié)能效果好。 綜上，點焊機器人焊鉗主要以驅動和控制相互組合，可以采用工頻氣動 式、工頻伺服式、中頻氣動式、中頻伺服式。這幾種形式各有特點，從技術 優(yōu)勢和發(fā)展趨勢來看，中頻伺服機器人焊鉗應是未來的主流，它集中了中頻 直流點焊和伺服驅動的優(yōu)勢，是其他形式無法比擬的。 返回 目錄 22/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.2 弧焊機器人 所 處 弧焊機器人的組成與點焊機器人基本相同，主要由

20、是由操作機、控制系 位 統(tǒng)、弧焊系統(tǒng)和安全設備等組成。 置 【 課 堂 認 知 】 1 氣瓶； 2 焊絲桶； 3 送絲機； 4 操作機； 5 焊槍； 6 工作臺； 7 供電及控制電纜； 8 弧焊電源； 9 示教器； 10 機器人控制柜 返回 弧焊機器人系統(tǒng)組成 目錄 23/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.2 弧焊機器人 所 處 弧焊機器人操作機的結構與點焊機器人基本相似，主要區(qū)別在于 末端執(zhí)行器 - 焊槍 。 位 置 【 課 堂 認 知 】 a) 電纜外置式機器人氣保焊槍 b) 電纜內藏式機器人氣保焊槍 c) 機器人氬弧焊焊槍 弧焊機器人用焊槍 返回 目錄 24/89 7.2 焊接

21、機器人的系統(tǒng)組成 7.2.2 弧焊機器人 所 處 弧焊機器人控制系統(tǒng)在控制原理、功能及組成上和通用工業(yè)機器人基本 位 相同。目前最流行的是采用分級控制的系統(tǒng)結構，一般分為兩級：上級具有存 置 儲單元，可實現(xiàn)重復編程、存儲多種操作程序，負責管理、坐標變換、軌跡生 成等；下級由若干處理器組成，每一處理器負責一個關節(jié)的動作控制及狀態(tài)檢 測，具有實時性好，易于實現(xiàn)高速、高精度控制。 【 課 堂 弧焊系統(tǒng)是完成弧焊作業(yè)的核心裝備，主要由弧焊電源、送絲機、焊槍和 認 氣瓶等組成?；『笝C器人多采用氣體保護焊方法（ CO2 、 MIG 、 MAG 和 TIG ）， 知 】 通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、

22、脈沖或非脈沖式等焊接電源都可以裝 到機器人上作電弧焊。由于機器人控制柜采用數(shù)字控制，而焊接電源多為模擬 控制，所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個接口 , 如如 FANUC 弧焊機器人 采用美國 LINCOLN 電源。 安全設備是弧焊機器人系統(tǒng)安全運行的重要保障，其主要包括驅動系統(tǒng) 過熱自斷電保護、動作超限位自斷電保護、超速自斷電保護、機器人系統(tǒng)工 作空間干涉自斷電保護和人工急停斷電保護等，它們起到防止機器人傷人或 保護周邊設備的作用。在機器人的末端焊槍上還裝有各類觸覺或接近傳感器 ，可以使機器人在過分接近工件或發(fā)生碰撞時停止工作。當發(fā)生碰撞時，一 定要檢驗焊槍是否被碰歪，防止工具中心點發(fā)生變

23、化。 返回 目錄 25/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.2 弧焊機器人 所 處 位 置 【 課 美國林肯 焊接電源 堂 認 知 】 FANUC 弧焊機器人工作站采用美國 LINCOLN 焊接電源 返回 目錄 26/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.3 激光焊接機器人 所 機器人是高度柔性的加工系統(tǒng)，這就要求激光器必須具有高度的柔性， 處 位 目前激光焊接機器人都選用可光纖傳輸?shù)募す馄鳎ㄈ绻腆w激光器、半導體激 置 光器、光纖激光器等）。在機器人手臂的夾持下，其運動由機器人的運動決 定，因此能匹配完全的自由軌跡加工，完成平面曲線、空間的多組直線、異 形曲線等特殊軌跡的激光焊接

24、。 【 課 智能化激光加工機器人主要由以下幾部分組成： 堂 1) 大功率可光纖傳輸激光器； 認 知 2) 光纖耦合和傳輸系統(tǒng)； 】 3) 激光光束變換光學系統(tǒng)； 4) 六自由度機器人本體； 5) 機器人數(shù)字控制系統(tǒng)（控制器、示教器）； 6) 激光加工頭； 7) 材料進給系統(tǒng)（高壓氣體、送絲機、送粉器）； 8) 焊縫跟蹤系統(tǒng)（包括視覺傳感器、圖像處理單元、伺服控制單元、運 動執(zhí)行機構及專用電纜等）； 9) 焊接質量檢測系統(tǒng)（包括視覺傳感器、圖像處理單元、缺陷識別系統(tǒng) 及專用電纜等）； 返回 10) 激光加工工作臺。 目錄 27/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.3 激光焊接機器人 所

25、處 位 置 【 課 堂 認 知 】 1 激光器； 2 光導系統(tǒng)； 3 遙控盒； 4 送絲機； 5 激光加工頭； 6 操作機； 7 機器人控制柜； 8 焊接電源 激光焊接機器人系統(tǒng)組成 返回 目錄 28/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.3 激光焊接機器人 所 處 激光加工頭裝于六自由度機器人本體手臂末端，其運動軌跡和激光加工參 位 數(shù)是由機器人數(shù)字控制系統(tǒng)提供指令進行。根據用途不同（切割、焊接、熔覆） 置 選擇不同的激光加工頭。 【 課 堂 認 知 】 c ) 激光熔覆 a ) 激光切割 b ) 激光焊接 返回 激光加工頭 目錄 29/89 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.3

26、激光焊接機器人 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 激光焊接機器人控制系統(tǒng)架構 綜上，焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機 器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為 返回 例，則由焊接電源（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機（弧焊）、焊槍（焊鉗） 目錄 等部分組成。 30/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 點焊是最廣為人知的電阻焊接工藝，通常用于板材焊接。焊接限于一個 位 或幾個點上，將工件互相重疊。 置 TCP 點確定： 對點焊機器人而言，其一般設在焊鉗開口的中點處，且要求焊鉗兩電極 【 垂直于被焊工件表面。 課 堂 認 知 】

27、 返回 目錄 焊接作業(yè)姿態(tài) 工具中心點設定 31/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 以下圖工件焊接為例，采用在線示教方式為機器人輸入兩塊薄板（板厚 位 2mm ）的點焊作業(yè)程序。此程序由編號 1 至 5 的 5 個程序點組成。本例中使用的焊 置 鉗為氣動焊鉗，通過氣缸來實現(xiàn)焊鉗的大開、小開和閉合三種動作。 【 課 堂 認 知 】 點焊機器人運動軌跡 返回 目錄 32/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 位 置 示教前的準備 再現(xiàn)施焊 程序點說明 【 課 新建一個程序 運行確認（跟蹤） 程序點 說 明 焊鉗動作 堂 認 程序點 1 機

28、器人原點 知 】 程序點 2 作業(yè)臨近點 大開小開 設定焊接條件 登錄程序點 1 程序點 3 點焊作業(yè)點 小開閉合 程序點 4 作業(yè)臨近點 閉合小開 程序點 5 機器人原點 小開大開 登錄程序點 2 登錄程序點 5 登錄程序點 3 登錄程序點 4 點焊機器人作業(yè)示教流程 返回 目錄 33/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 位 （ 1 ）示教前的準備 置 1 ）件表面清理。 2 ）工件裝夾。 3 ）安全確認。 【 4 ）機器人原點確認。 課 堂 認 （ 2 ）新建作業(yè)程序 知 】 點按示教器的相關菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序“ Spot_sheet ” 。 （ 3

29、 ）程序點的登錄 手動操縱機器人分別移動到程序點 1 至程序點 5 位置。處于待機位 置的程序點 1 和程序點 5 ，要處于與工件、夾具互不干涉的位置。另外， 機器人末端工具在各程序點間移動時，也要處于與工件、夾具互不干 涉的位置。 返回 目錄 34/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 點焊作業(yè)示教 處 位 程序點 示教方法 置 按第 3 章手動操縱機器人要領移動機器人到原點。 程序點 1 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 （機器人原點） 【 確認保存程序點 1 為機器人原點。 課 堂 手動操縱機器人移動到作業(yè)臨近點，調整焊鉗姿態(tài)。 認 程序點

30、 2 知 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 】 （作業(yè)臨近點） 確認保存程序點 2 為作業(yè)臨近點。 保持焊鉗姿態(tài)不變，手動操縱機器人移動到點焊作業(yè)點。 將程序點屬性設定為“作業(yè)點 / 焊接點”，插補方式選“ PTP ”。 程序點 3 確認保存程序點 3 為作業(yè)開始點。 （點焊作業(yè)點） 如有需要，手動插入點焊作業(yè)命令。 返回 目錄 35/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 點焊作業(yè)示教 位 置 程序點 示教方法 【 手動操縱機器人移動到作業(yè)臨近點。 課 程序點 4 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 堂 （作業(yè)臨近點）

31、認 確認保存程序點 4 為作業(yè)臨近點。 知 】 手動操縱機器人要領移動機器人到原點。 程序點 5 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 （機器人原點） 確認保存程序點 5 為機器人原點。 返回 目錄 36/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 位 對于程序點 4 和程序點 5 的示教，利用便利的文件編輯功能（逆序粘貼）， 置 可快速完成前行路線的拷貝。 提示 【 （ 4 ）設定作業(yè)條件 課 堂 設定焊鉗條件 焊鉗條件的設定主要包括焊鉗號、焊鉗類型、焊 認 鉗狀態(tài)等。 知 】 設定焊接條件 點焊時的焊接電源和焊接時間，需在焊機上設定。 點焊作業(yè)條件

32、設定 大電流 - 短時間 小電流 長時間 板厚 時間（周 時間（周 電流 （ mm ） 壓力（ kgf ） 電流（ A ） 壓力（ kgf ） 期） 期） （ A ） 10 225 8800 1.0 36 75 5600 20 470 13000 2.0 64 150 8000 32 820 17400 3.0 105 260 10000 返回 目錄 37/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 所 處 （ 5 ）檢查試運行 位 置 為確認示教的軌跡，需測試運行（跟蹤）一下程序。跟蹤時，因不執(zhí)行 具體作業(yè)命令，所以能進行空運行。 1 ）打開要測試的程序文件。 【 2 ）移動光

33、標至期望跟蹤程序點所在命令行。 課 堂 3 ）持續(xù)按住示教器上的有關【跟蹤功能鍵】，實現(xiàn)機器人的單步或連續(xù) 認 運轉。 知 】 （ 6 ）再現(xiàn)施焊 軌跡經測試無誤后，將【模式旋鈕】對準“再現(xiàn) / 自動”位置，開始進 行實際焊接。在確認機器人的運行范圍內沒有其他人員或障礙物后，接通保 護氣體，采用手動或自動方式實現(xiàn)自動點焊作業(yè)。 1 ）開要再現(xiàn)的作業(yè)程序，并移動光標到程序開頭。 2 ）切換【模式旋鈕】至“再現(xiàn) / 自動”狀態(tài)。 3 ）按示教器上的【伺服 ON 按鈕】，接通伺服電源。 4 ）按【啟動按鈕】，機器人開始運行。 返回 目錄 38/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè)

34、 所 處 位 熔焊，又叫熔化焊，是在不施加壓力的情況下，將待焊處的母材加熱熔化， 置 外加（或不加）填充材料，以形成焊縫的一種最常見的焊接方法。 目前，工業(yè)機器人四巨頭都有相應的機器人產品 , 這些專業(yè)軟件提供功能 強大的弧焊指令，且都相應的商業(yè)化應用軟件， ABB 的 RobotWare-Arc 、 【 課 KUKA 的 KUKA.ArcTech 、 KUKA.LaserTech 、 KUKA.SeamTech 、 KUKA 堂 TouchSense 、 FANUC 的 Arc Tool Softwar ?？煽焖俚貙⑷酆福娀『负图す夂福?認 知 投入運行和編制焊接程序，并具有接觸傳感、焊縫

35、跟蹤等功能 。 】 工業(yè)機器人行業(yè)四巨頭的弧焊作業(yè)編程命令 弧焊作業(yè)命令 類別 ABB FANUC YASK AWA K UK A 焊接開始 ArcLStart/ArcCStart Arc Start ARCON ARC_ON 焊接結束 ArcLEnd/ArcCEnd Arc End ARCOF ARC_OFF 返回 目錄 39/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 TCP 點確定： 位 置 同點焊機器人 TCP 設置有所不同，弧焊機器人 TCP 一般設置在焊槍尖頭 ，而激光焊接機器人 TCP 設置在激光焦點上 。 【 課 堂 認 知 】 返回 弧焊機器人工具中心點

36、 目錄 40/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 TCP 點確定： 位 置 實際作業(yè)時，需根據作業(yè)位置和板厚調整焊槍角度。以平（角）焊為例， 主要采用前傾角焊（前進焊）和后傾角焊（后退焊）兩種方式。 【 課 堂 認 知 】 a ) 前傾角焊 b ) 后傾角焊 前傾角焊和后傾角焊 返回 目錄 41/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 TCP 點確定： 位 置 板厚相同的話，基本上為 1025 ，焊槍立得太直或太倒的話，難以產生 熔深。前傾角焊接時，焊槍指向待焊部位，焊槍在焊絲后面移動，因電弧具 有預熱效果，焊接速度較快，熔深淺、焊道寬，

37、所以一般薄板的焊接采用此 【 課 法；而后傾角焊接時，焊槍指向已完成的焊縫，焊槍在焊絲前面移動，能夠 堂 獲得較大的熔深、焊道窄，通常用于厚板的焊接。同時，在板對板的連接之 認 知 中，焊槍與坡口垂直。對于對稱的平角焊而言，焊槍要與拐角成 45 角 。 】 b ) T 形接頭平角焊 a ) I 形接頭對焊 返回 焊槍作業(yè)姿態(tài) 目錄 42/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 機器人進行熔焊作業(yè)主要涉及以直線、圓弧及其附加擺動功能動作類型。 位 置 直線作業(yè) 機器人完成直線焊縫的焊接僅需示教 2 個程序點（直線的兩端點）， 插補方式選“直線插補”。 【 以圖所示的運動

38、軌跡為例，程序點 1 至程序點 4 間的運動均為直線移動 課 ，且程序點 2 程序點 3 為焊接區(qū)間。 堂 認 程序點 1 程序點 4 知 】 直線軌跡開始點 直線軌跡結束點 程序點 2 程序點 3 焊接開始點 焊接結束點 焊 空 焊接區(qū)間 接 走 點 點 直線軌跡區(qū)間 直線運動軌跡 返回 目錄 43/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 機器人進行熔焊作業(yè)主要涉及以直線、圓弧及其附加擺動功能動作類型。 位 置 直線作業(yè) 機器人完成直線焊縫的焊接僅需示教 2 個程序點（直線的兩端點）， 插補方式選“直線插補”。 直線作業(yè)軌跡示教 【 課 堂 程序點 示教方法 認 知

39、 將機器人移動到直線軌跡開始點。 程序點 1 】 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插補”。 （直線軌跡開始 確認保存程序點 1 為直線軌跡開始點。 點） 將機器人移動到焊接開始點。 程序點 2 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“直線插補”。 （焊接開始點） 確認保存程序點 2 為焊接開始點。 將機器人移動到焊接結束點。 程序點 3 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （焊接結束點） 確認保存程序點 3 為焊接結束點。 將機器人移動到直線軌跡結束點。 程序點 4 程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （直線軌跡結束 返回

40、確認保存程序點 4 為直線軌跡結束點。 點） 目錄 44/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 圓弧作業(yè) 機器人完成弧形焊縫的焊接通常需示教 3 個以上程序點（圓弧 位 開始點、圓弧中間點和圓弧結束點），插補方式選“圓弧插補”。當只 置 有一個圓弧時，用“圓弧插補”示教程序點 24 三點即可。用“ PTP” 或 “直線插補”示教進入圓弧插補前的程序點 1 時，程序點 1 至程序點 2 自動 【 按直線軌跡運動。 課 堂 認 程序點 3 知 中間點 】 程序點 1 程序點 2 程序點 4 接近點 開始點 結束點 焊 空 自動直線 接 走 焊接區(qū)間 移到開始點 點 點

41、圓弧插補區(qū)間 返回 圓弧運動軌跡 目錄 45/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 圓弧作業(yè) 機器人完成弧形焊縫的焊接通常需示教 3 個以上程序點（圓弧 位 開始點、圓弧中間點和圓弧結束點），插補方式選“圓弧插補”。當只 置 有一個圓弧時，用“圓弧插補”示教程序點 24 三點即可。用“ PTP” 或 “直線插補”示教進入圓弧插補前的程序點 1 時，程序點 1 至程序點 2 自動 【 按直線軌跡運動。 課 圓弧作業(yè)軌跡示教 堂 認 程序點 示教方法 知 】 將機器人移動到圓弧軌跡接近點。 程序點 1 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插補”

42、 （圓弧 / 焊接接近點 。 ） 確認保存程序點 1 為圓弧 / 焊接接近點。 將機器人移動到圓弧軌跡開始點。 程序點 2 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接開始點 確認保存程序點 2 為圓弧 / 焊接開始點。 ） 將機器人移動到圓弧軌跡中間點。 程序點 3 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接中間點 確認保存程序點 3 為圓弧 / 焊接中間點。 ） 將機器人移動到圓弧軌跡結束點。 程序點 4 返回 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接結束點 目錄 確認保存程序點 4 為直線軌跡結束點

43、。 ） 46/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 示教整個圓 位 置 用“圓弧插補”示教程序點 2 至程序點 5 四點。同單一圓弧示教類似，用 “ PTP” 或“直線插補”示教進入圓弧插補前的程序點 1 時，程序點 1 程序點 2 自動按直線軌跡運動。當存在多個圓弧中間點時，機器人將通過當前程序點 【 和后面 2 個臨近程序點來計算和生成圓弧軌跡。只有在圓弧插補區(qū)間臨結束時 課 堂 才使用當前程序點、上一臨近程序點和下一臨近程序點。 認 知 程序點 1 自動直線 程序點 2 】 接近點 移到開始點 開始點 焊 空 程序點 5 接 走 結束點 點 點 程序點 3 程

44、序點 4 中間點 中間點 焊接區(qū)間 返回 圓弧插補區(qū)間 目錄 整圓運動軌跡 47/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 示教整個圓 位 置 整圓作業(yè)軌跡示教 程序點 示教方法 【 課 將機器人移動到圓弧軌跡接近點。 堂 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插 程序點 1 認 （圓弧 / 焊接接近點） 補”。 知 確認保存程序點 1 為圓弧 / 焊接接近點。 】 將機器人移動到圓弧軌跡開始點。 程序點 2 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接開始點） 確認保存程序點 2 為圓弧 / 焊接開始點。 將機器人移

45、動到圓弧軌跡中間點。 程序點 3 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接中間點） 確認保存程序點 3 為圓弧 / 焊接中間點。 將機器人移動到圓弧軌跡中間點。 程序點 4 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接中間點） 確認保存程序點 4 為圓弧 / 焊接中間點。 將機器人移動到圓弧軌跡結束點。 程序點 5 返回 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接結束點） 目錄 確認保存程序點 5 為直線軌跡結束點。 48/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 示教連續(xù)圓弧軌跡

46、時，通常需要執(zhí)行圓弧分離。即在前圓弧與后圓弧的 位 連接點的相同位置加入“ PTP” 或“直線插補”的程序點。 置 程序點 3 程序點 4 結束點 中間點 程序點 5 內插點 【 程序點 6 開始點 課 程序點 1 自動直線 堂 接近點 移到開始點 認 焊 空 知 程序點 7 程序點 2 程序點 8 接 走 】 中間點 開始點 結束點 點 點 焊接區(qū)間 圓弧插補區(qū)間 連續(xù)圓弧運動軌跡 程序點 示教方法 將機器人移動到圓弧軌跡接近點。 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插 程序點 1 （圓弧 / 焊接接近點） 補”。 確認保存程序點 1 為圓弧 / 焊接接近點。 返回

47、 將機器人移動到首段圓弧軌跡開始點。 程序點 2 目錄 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （首段圓弧開始點 / 焊 確認保存程序點 2 為首段圓弧 / 焊接開始點。 接開始點） 49/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 連續(xù)圓弧作業(yè)軌跡示教 所 處 位 置 程序點 示教方法 將機器人移動到首段圓弧軌跡中間點。 程序點 3 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （首段圓弧中間點 / 【 課 焊接中間點） 確認保存程序點 3 為首段圓弧 / 焊接中間點。 堂 認 將機器人移動到首段圓弧軌跡結束點。 程序點 4 知 將程序點屬性設定為“焊

48、接點”，插補方式選“圓弧插補”。 】 （首段圓弧結束點 / 焊接中間點） 確認保存程序點 4 為首段圓弧結束點 / 焊接中間點。 保持程序點 4 位置不動，根據需要調整作業(yè)姿態(tài)。 程序點 5 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“ PTP ”或“直線插 （兩段圓弧分割點 / 補”。 焊接中間點） 確認保存程序點 5 為兩段圓弧分割點 / 焊接中間點。 返回 目錄 50/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.2 熔焊作業(yè) 所 處 位 連續(xù)圓弧作業(yè)軌跡示教 置 程序點 示教方法 保持程序點 4 位置不動，根據需要調整作業(yè)姿態(tài)。 程序點 6 【 課 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選

49、“圓弧插補”。 （末段圓弧開始點 / 堂 認 確認保存程序點 6 為末段圓弧開始點 / 焊接中間點。 焊接中間點） 知 】 將機器人移動到末段圓弧軌跡中間點。 程序點 7 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （末段圓弧中間點 / 確認保存程序點 7 為末段圓弧中間點 / 焊接中間點。 焊接中間點） 將機器人移動到末段圓弧軌跡結束點。 程序點 8 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“圓弧插補”。 （末段圓弧結束點 / 確認保存程序點 8 為末段圓弧結束點 / 焊接結束點。 焊接結束點） 返回 目錄 51/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 附加擺動 機器人完成直線 /

50、環(huán)形焊縫的擺動焊接一般需要增加 12 個振幅 所 處 點的示教。 位 程序點 3 振幅點 1 置 程序點 1 自動直線 接近點 移到開始點 主路徑 程序點 2 程序點 5 焊 空 振 【 開始點 結束點 接 走 幅 課 程序點 4 點 點 點 堂 振幅點 2 認 知 焊接區(qū)間 】 a) 直線擺動 程序點 5 中間點 程序點 4 主 振幅點 2 路 徑 程序點 1 自動直線 程序點 3 接近點 移到開始點 振幅點 1 程序點 2 程序點 6 焊 空 振 開始點 結束點 接 走 幅 點 點 點 焊接區(qū)間 返回 b) 圓弧擺動 目錄 焊接機器人的擺動示教 52/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 所

51、 以如下焊接工件為例，采用在線示教方式為機器人輸入 AB 、 CD 兩段弧 處 位 焊作業(yè)程序，加強對直線、圓弧的示教。 置 【 課 堂 認 知 】 程序點 1 程序點 9 程序點 8 程序點 2 A D 程序點 4 程序點 7 程序點 5 B 程序點 6 C 程序點 3 為提高工作效率，通常將程序點 9 和程序點 1 設在同一位置。 返回 弧焊機器人運動軌跡 目錄 53/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 所 程序點說明 處 位 程序點 說 明 程序點 說 明 程序點 說 明 置 程序點 1 作業(yè)臨近點 程序點 4 作業(yè)過渡點 程序點 7 焊接中間點 程序點 2 焊接開始點 程序點 5 焊接

52、開始點 程序點 8 焊接結束點 程序點 3 焊接結束點 程序點 6 焊接中間點 程序點 9 作業(yè)臨近點 【 課 堂 認 登錄程序點 登錄程序點 示教前的準備 知 】 登錄程序點 新建一個程序 設定作業(yè)條件 登錄程序點 登錄程序點 運行確認 登錄程序點 登錄程序點 再現(xiàn)施焊 登錄程序點 登錄程序點 缺陷調整 返回 目錄 弧焊機器人作業(yè)示教流程 54/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 所 (1) 示教前的準備 處 位 1) 工件表面清理。 置 2) 工件裝夾。 3) 安全確認。 4) 機器人原點確認。 【 課 堂 認 (2) 新建作業(yè)程序 知 】 點按示教器的相關菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序“

53、Arc_sheet” 。 (3) 程序點的登錄 手動操縱機器人分別移動到程序點 1 至程序點 9 位置。作業(yè)位置附近 的程序點 1 和程序點 9 ，要處于與工件、夾具互不干涉的位置。 返回 目錄 55/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 弧焊作業(yè)示教 所 處 程序點 示教方法 位 置 按第 3 章手動操縱機器人要領移動機器人到作業(yè)臨近點，調整焊槍姿態(tài)。 程序點 1 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （作業(yè)臨近點） 確認保存程序點 1 為作業(yè)臨近點。 【 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到直線作業(yè)開始點。 課 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“直線插補”。 程序點 2

54、堂 確認保存程序點 2 為直線焊接開始點。 認 （焊接開始點） 知 如有需要，手動插入弧焊作業(yè)命令。 】 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到直線作業(yè)結束點。 程序點 3 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （焊接結束點） 確認保存程序點 3 為直線焊接結束點。 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到作業(yè)過渡點。 程序點 4 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 。 （作業(yè)過渡點） 確認保存程序點 4 為作業(yè)臨近點。 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到圓弧作業(yè)開始點。 程序點 5 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （焊接開始點） 確認保存程序點 5 為圓

55、弧焊接開始點。 返回 目錄 56/89 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 弧焊作業(yè)示教 所 處 位 程序點 示教方法 置 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到圓弧作業(yè)中間點。 程序點 6 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （焊接中間點） 確認保存程序點 6 為圓弧焊接中間點。 【 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到圓弧作業(yè)結束點。 課 程序點 7 堂 將程序點屬性設定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （焊接中間點） 認 確認保存程序點 7 為圓弧焊接結束點。 知 】 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到直線作業(yè)結束點。 程序點 8 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。

56、 （焊接結束點） 確認保存程序點 8 為直線焊接結束點。 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到作業(yè)臨近點。 程序點 9 將程序點屬性設定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 。 （作業(yè)臨近點） 確認保存程序點 9 為作業(yè)臨近點。 對于程序點 9 的示教，利用便利的文件編輯功能（復制），可快速完 成程序點 1 的拷貝。 提示 返回 目錄 57/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 目前，常見的焊接機器人輔助裝置有變位機、滑移平臺、清焊裝置和工 位 置 具快換裝置等。 1 ）變位機 對于有些焊接場合，由于工件空間幾何形狀過于復雜，使焊接 機器人的末端工具無法到達指定

57、的焊接位置或姿態(tài)，此時可以通過增加 13 【 課 個外部軸的辦法來增加機器人的自由度。其中一種做法是采用變位機讓焊 堂 接工件移動或轉動，使工件上的待焊部位進入機器人的作業(yè)空間。 認 知 】 返回 焊接機器人外部軸擴展 目錄 58/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 目前，常見的焊接機器人輔助裝置有變位機、滑移平臺、清焊裝置和工 位 置 具快換裝置等。 1 ）變位機 對于有些焊接場合，由于工件空間幾何形狀過于復雜，使焊接 機器人的末端工具無法到達指定的焊接位置或姿態(tài)，此時可以通過增加 13 【 課 個外部軸的辦法來增加機器人的自由度。其中一種做法是采用變

58、位機讓焊 堂 接工件移動或轉動，使工件上的待焊部位進入機器人的作業(yè)空間。 認 知 根據實際生產的需要，焊接變位機可以有多種形式，有單回轉式、雙回 】 轉式和傾翻回轉式。 a) 傾翻回轉式變位機 b) 變位機及夾具 返回 焊接變位機 目錄 59/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 目前，常見的焊接機器人輔助裝置有變位機、滑移平臺、清焊裝置和工 處 位 具快換裝置等。 置 1 ）變位機 對于有些焊接場合，由于工件空間幾何形狀過于復雜，使焊接 機器人的末端工具無法到達指定的焊接位置或姿態(tài)，此時可以通過增加 13 個外部軸的辦法來增加機器人的自由度。其中一種做法是采

59、用變位機讓焊 【 課 接工件移動或轉動，使工件上的待焊部位進入機器人的作業(yè)空間。 堂 為充分發(fā)揮機器人的效能，焊接機器人系統(tǒng)通常采用兩臺及以上變位機，其 認 知 中一臺進行焊接作業(yè)時，另一臺則完成工件的卸載和上裝，從而使整個系統(tǒng)獲得 】 1 號變位機 2 號變位機 3 號變位機 4 號變位機 最高的費用效能比。 產品圖例 返回 目錄 焊接變位機 60/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 變位機的安裝必須使工件的變位均處在機器人動作范圍之內，并需要合理 所 處 分解機器人本體和變位機的各自職能，使兩者按照統(tǒng)一的動作規(guī)劃進行作業(yè)。 位 置 機器人和變位機之間的運動存

60、在兩種形式：協(xié)調運動和非協(xié)調運動。 【 機器人動作 課 堂 認 知 】 機器人 + 變位機 變位機動作 同時動作 返回 目錄 焊接機器人和變位機動作分解 61/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 非協(xié)調運動 主要用于焊接時工件需要變位，但不需要變位機與機器人 位 作協(xié)調運動的場合?；剞D工作臺的運動一般不是由機器人控制柜直接控制 置 的，而是由一個外加的可編程序控制器（ PLC ）來控制。 【 課 堂 認 知 】 a) 機器人待機位置 b) 作業(yè)臨近點位置 c) 焊接作業(yè)開始位置 騎坐式管 - 板船型焊作業(yè) 返回 目錄 62/89 7.4 焊接機器人的周邊

61、設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 協(xié)調運動 在焊接過程中，變位機必須不斷地改變工件的位置和姿態(tài)，并 位 置 且變位機的運動和機器人的運動必須能共同合成焊接軌跡，保持焊接速度 和工具姿態(tài)，這就是變位機和機器人的協(xié)調運動。 【 課 堂 認 知 】 a) 圓弧焊接起始點 b) 圓弧焊接中間點 返回 目錄 焊接機器人和變位機的協(xié)調運動 63/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 2) 滑移平臺 為適用機器人領域不斷延伸，保證大型結構件焊接作業(yè)， 把機器 位 置 人本體裝在可移動的滑移平臺或龍門架上，以擴大機器人本體的作業(yè)空間。 【 課 堂 認 知 】

62、b) 挖掘機動臂 a) 挖掘機中心支架 工程機械結構件的機器人焊接作業(yè) 機器人系統(tǒng)中運動軸的一般切換順序：基本軸 手腕軸 外部軸。 返回 目錄 提示 64/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 3) 清槍裝置 機器人在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化磨損，焊槍噴嘴內外殘留 位 的焊渣以及焊絲干伸長的變化等勢必影響到產品的焊接質量及其穩(wěn)定性。常見 置 清槍裝置有焊鉗電極修磨機（點焊）和焊槍自動清槍站（弧焊）。 【 課 堂 認 知 】 a) 焊鉗電極修磨機 b) 焊槍自動清槍站 焊接機器人清槍裝置 焊鉗電極修磨機 為點焊機器人配備自動電極修磨機，可實現(xiàn)電極頭工 返回

63、 作面氧化磨損后的修磨過程自動完成和提高生產線節(jié)拍。 目錄 65/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 3) 清槍裝置 機器人在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化磨損，焊槍噴嘴內外殘留 位 的焊渣以及焊絲干伸長的變化等勢必影響到產品的焊接質量及其穩(wěn)定性。常見 置 清槍裝置有焊鉗電極修磨機（點焊）和焊槍自動清槍站（弧焊）。 焊槍自動清槍站 焊槍自動清槍站主要包括焊槍清洗機、噴硅油 / 防飛濺 【 裝置和焊絲剪斷裝置組成。 課 堂 認 焊槍清洗機主要功能是清除噴嘴內 知 表面的飛濺，以保證保護氣體的通 】 暢； 噴硅油 / 防飛濺裝置噴出的防濺液 可以減少焊渣的附著，

64、降低維護頻 率； 焊絲剪斷裝置主要用于利用焊絲進 行起始點檢測的場合，以保證焊絲 的干伸長度一定，提高檢出的精度 和起弧的性能。 焊槍自動清洗站 返回 目錄 66/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 3) 清槍裝置 機器人在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化磨損，焊槍噴嘴內外殘留 位 的焊渣以及焊絲干伸長的變化等勢必影響到產品的焊接質量及其穩(wěn)定性。常見 置 清槍裝置有焊鉗電極修磨機（點焊）和焊槍自動清槍站（弧焊）。 清搶動作程序點說明 【 課 堂 程序點 說 明 程序點 說 明 程序點 說 明 認 知 】 程序點 移向剪絲位置 程序點 6 移向清槍位置 程序點

65、11 噴油前一點 1 程序點 剪絲前一點 程序點 7 清槍前一點 程序點 12 噴油位置 2 程序點 剪絲位置 程序點 8 清槍位置 程序點 13 噴油前一點 3 程序點 剪絲前一點 程序點 9 清槍前一點 程序點 14 焊槍抬起 4 程序點 返回 焊槍抬起 程序點 10 焊槍抬起 程序點 15 回到原點位置 目錄 5 67/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 4 ）工具快換裝置 多任務環(huán)境中，一臺機器人甚至可以完成包括焊接在內的 位 抓物、搬運、安裝、焊接、卸料等多種任務，機器人可以根據程序要求和 置 任務性質，自動更換機器人手腕上的工具，完成相應的任

66、務。 【 課 堂 認 知 】 c) 工具側 a) 機器人末端法蘭連接器 b) 主側 返回 工具自動更換裝置 目錄 68/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 4 ）工具快換裝置 多任務環(huán)境中，一臺機器人甚至可以完成包括焊接在內的 位 抓物、搬運、安裝、焊接、卸料等多種任務，機器人可以根據程序要求和 置 任務性質，自動更換機器人手腕上的工具，完成相應的任務。 在弧焊機器人作業(yè)過程中，焊槍是一個重要的執(zhí)行工具，需要定期更 【 換或清理焊槍配件，如導電嘴、噴嘴等，這樣不僅浪費工時，且增加維護 課 堂 費用。采用自動換槍裝置可有效解決此問題，使得機器人空閑時間大為縮 認 短。 知 】 返回 自動換槍裝置 目錄 69/89 7.4 焊接機器人的周邊設備與工位布局 7.4.1 周邊設備 所 處 位 焊接機器人是成熟、標準、批量生產的高科技產品，但其周邊設備是 置 非標準的，需要專業(yè)設計和非標產品制造。從焊接工件的焊接要求分析， 周邊設備的用途大致可分為三種類型： 【 簡易型 周邊設備僅用來支持機器人本體和裝夾焊件，如平臺、夾具等。 課 堂 認 工位變換型 除具